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        一種汽車行駛記錄儀檢定裝置校準(zhǔn)方法

        2019-05-15 12:24:08周志春福建省計(jì)量科學(xué)研究院
        上海計(jì)量測(cè)試 2019年2期
        關(guān)鍵詞:記錄儀模擬器里程

        周志春/福建省計(jì)量科學(xué)研究院

        0 引言

        汽車行駛記錄儀檢定裝置是以GPS速度傳感器為測(cè)速單元,可以對(duì)汽車行駛記錄儀進(jìn)行實(shí)車測(cè)試和模擬測(cè)試的測(cè)試儀器。我國自2015年3月起實(shí)施了GB/T 21861-2014《機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法》,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定公路客車、旅游客車、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車、專用校車等應(yīng)安裝符合規(guī)定的汽車行駛記錄儀[1-2]。全國大部分機(jī)動(dòng)車檢測(cè)機(jī)構(gòu)都已按要求購置汽車行駛記錄儀檢定裝置,用于對(duì)車輛行駛記錄儀各參數(shù)進(jìn)行檢定。

        對(duì)于機(jī)動(dòng)車行駛記錄儀檢定裝置,國家無現(xiàn)行有效的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范,國家及各省計(jì)量校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)動(dòng)車行駛記錄儀檢定裝置的校準(zhǔn)方法各不相同[2]。本文提出一種用衛(wèi)星信號(hào)模擬器對(duì)汽車行駛記錄儀檢定裝置定位、速度、里程參數(shù)的校準(zhǔn)方法[3-4]。

        1 工作原理及主要測(cè)試參數(shù)

        汽車行駛記錄儀檢定裝置(圖1)配備的高精度衛(wèi)星定位模塊能夠?qū)Ρ粰z行駛記錄儀的位置、速度和里程進(jìn)行檢定。檢定時(shí),將汽車行駛記錄儀檢定裝置和被檢行駛記錄儀安裝在同一車輛上,實(shí)車測(cè)試,同步記錄兩臺(tái)儀器的位置、速度和里程,分析測(cè)量結(jié)果,兩者的差值作為檢定結(jié)果。同時(shí),檢定裝置還可以通過計(jì)算特征系數(shù),模擬脈沖信號(hào)對(duì)行駛記錄儀的脈沖速度和里程進(jìn)行模擬檢定。本文提出一種衛(wèi)星信號(hào)模擬器法(圖2)對(duì)汽車行駛記錄儀檢定裝置的定位、速度和里程進(jìn)行校準(zhǔn),保證其量值準(zhǔn)確可靠。

        (1)定位:汽車行駛記錄儀檢定裝置所在地理位置的經(jīng)度、緯度和海拔高度等信息[5-6]。

        (2)速度:汽車行駛記錄儀檢定裝置所記錄的車輛行駛速度。

        (3)里程:汽車行駛記錄儀檢定裝置所記錄的車輛行駛距離。

        圖1 汽車行駛記錄儀檢定裝置

        圖2 衛(wèi)星信號(hào)模擬器

        2 校準(zhǔn)方法

        將被校行駛記錄儀檢定裝置開機(jī),將信號(hào)模擬器信號(hào)輸出端連接至行駛記錄儀檢定裝置的天線接口(也可以用無線信號(hào)發(fā)射器進(jìn)行信號(hào)發(fā)射),將含有標(biāo)準(zhǔn)位置、速度和里程的衛(wèi)星信號(hào)通過信號(hào)模擬器輸出,被行駛記錄儀檢定裝置接收,從而完成被校裝置的校準(zhǔn)[7]。

        標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星信號(hào)用衛(wèi)星信號(hào)模擬軟件進(jìn)行模擬,本次試驗(yàn)的衛(wèi)星信號(hào)持續(xù)時(shí)間為394s,含30km/h、50 km/h、70 km/h、90 km/h 和 120 km/h 五個(gè)速度段,總里程為5 km,前150 s靜止?fàn)顟B(tài)的位置坐標(biāo)為(B:25.935 601°,L:119.209 592°)。速度曲線見圖3。

        0~150s, 速度為0 km/h, 設(shè)置 150 s 的靜止?fàn)顟B(tài)是為了保證檢定裝置有足夠的時(shí)間準(zhǔn)確定位;150~156 s,速度從0 km/h升至 30 km/h;156~186 s,維持速度 30 km/h勻速行駛;186~188.25 s,速度從30 km/h上升至 50 km/h;188.25~220.65 s,維持速度 50 km/h 勻速行駛; 220.65~223.65 s,速度從50 km/h 上升至 70 km/h;223.65~254.51 s,維持速度70 km/h 勻速行駛;254.51~256.76 s,速度從 70 km/h上升至 90 km/h;256.76~304.76 s,維持速度 90 km/h勻速行駛;304.76~306.47 s,速度從 90 km/h 上升至120 km/h;306.47~366.47 s,維持速度 120 km/h 勻速行駛;366.47~394 s,速度從 120 km/h 降為 0 km/h。校準(zhǔn)過程中,分別記錄汽車行駛記錄儀檢定裝置的位置、速度、里程值。

        圖3 速度曲線

        2.1 定位誤差校準(zhǔn)

        定位誤差也稱定位精度,是指定位模塊所確定的地理位置與實(shí)際位置的偏差[6]。 標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星信號(hào)前150 s模擬的是靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)的位置信息(B0,L0)作為標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù),被校裝置顯示的位置(Bi,Li)為實(shí)測(cè)定位數(shù)據(jù)。按地球參考橢球的半徑計(jì)算近似定位誤差(也可以將大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成空間直角坐標(biāo),按嚴(yán)密公式計(jì)算定位誤差):

        式中:δ——定位誤差,m;

        ΔB——實(shí)測(cè)緯度值與標(biāo)準(zhǔn)緯度值之差,('');

        ΔL——實(shí)測(cè)經(jīng)度值與標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)度值之差,('')

        2.2 速度誤差檢定

        記錄行駛記錄儀檢定裝置在模擬標(biāo)準(zhǔn)速度為30 km/h、50 km/h、70 km/h、90 km/h 和 120 km/h 時(shí)的實(shí)測(cè)速度。按式(2)計(jì)算速度差值作為校準(zhǔn)結(jié)果。

        式中:Δv——速度誤差,km/h;

        vi——實(shí)測(cè)速度,km/h;

        v0——標(biāo)準(zhǔn)速度,km/h

        2.3 里程誤差檢定

        記錄汽車行駛記錄儀檢定裝置的全程行駛距離,按式(3)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)里程與實(shí)測(cè)里程的差值作為里程誤差檢定結(jié)果。

        式中:Δs——里程誤差,km;

        si——實(shí)測(cè)里程,km;

        s0——標(biāo)準(zhǔn)里程,km。

        3 實(shí)例分析

        用信號(hào)模擬軟件模擬一組衛(wèi)星信號(hào),用LabSat-I型衛(wèi)星信號(hào)模擬器對(duì)信號(hào)進(jìn)行回放,對(duì)一款型號(hào)為SG-821C的汽車行駛記錄儀檢定裝置進(jìn)行校準(zhǔn),經(jīng)分析速度誤差校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度可達(dá)U= 0.3 km/h,可滿足檢定裝置的校準(zhǔn)要求[8]。校準(zhǔn)結(jié)果如表1所示。

        表1 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)結(jié)果

        4 結(jié)語

        用衛(wèi)星信號(hào)模擬器對(duì)行駛記錄儀檢定裝置的校準(zhǔn)相比于用非接觸式光學(xué)速度傳感器通過實(shí)車路測(cè),可大大提高效率,節(jié)約成本,減少實(shí)車路測(cè)的局限性。通過實(shí)例分析,驗(yàn)證了校準(zhǔn)方法可行且效率較高,能夠滿足汽車行駛記錄儀檢定裝置的校準(zhǔn)。但其中還存在一定的問題,比如信號(hào)模擬器的溯源問題。因?yàn)樾盘?hào)模擬器校準(zhǔn)證書給出的是頻率、諧波抑制和非諧波抑制等計(jì)量參數(shù),而與定位、速度和里程如何進(jìn)行換算,從而保證溯源鏈條的完整性這一問題尚待解決。

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